聚酯纤维生产工艺PPT教学课件
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一般为5~10min
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螺杆挤出机的结构
Textile Engineeri ng
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熔体制备中经常遇到的问题
（1）熔体均匀性差； （2）降解程度高； （3）环结堵料。
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聚酯熔融温度的选择
切片熔融温度通常在熔点以上20℃左右，低于其 分解温度。螺杆分3~6区加热。
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纺丝熔体的制备的输送
熔融装置：螺杆挤出机 熔体输送、分配：弯管、熔体分配管 保温装置：纺丝箱体 计量装置：计量泵 纺丝：纺丝组件 丝条冷却装置：纺丝窗、侧吹风 丝条收集装置：卷绕机
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纺丝熔体的制备
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干燥的工艺原理
切片干燥是一个传热、传质的物理过程。
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未干燥切片中的含水W=Wf + We 式中W表示切片的含水量，Wf自由含水量，We平衡含水量。 自由水分属于表面吸附水分，存在于切片表面或孔隙之中。
平衡含水属于分子间结合水，其中部分水分子与聚酯大分子
工艺流程长 原料消耗和能耗高 单位产量的建设资金投入大 应用范围：适合小品种、多功能、差 别化纤维的生产，适合于长丝的生产
6
1.3. 1 原料的纺前准备及处理
切片的干燥
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干燥的目的（普通聚酯切片含水率通常约为0.4％） 干燥的目的是除去切片中的水分 提高聚酯的软化点；
纺丝熔体的制备-连接切片干燥和纺丝两个重要的工序。
纺丝熔体是通过熔融过程制方式，即采用炉栅或采用螺杆挤出机熔融。
螺杆挤出机的优点
传热效率高, 能挤出高粘度的熔体 熔体在螺杆中塑化搅拌均匀,能形成均匀的熔体 聚合物在螺杆中停留时间短,减小分解的可能,停留时间
第三节 聚酯纤维的生产技术及工艺
重点内容：聚酯纤维的的生产技术与工艺。
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1.3 聚酯纤维的生产技术及工艺
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聚酯纤维的纺丝-采用熔体纺丝技术。 根据原料的状态不同，可以将聚酯的纺丝工艺分为直
接纺丝和切片纺丝两类。
直接纺丝工艺流程： 聚合物熔体→纺丝→后处理 →成品
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熔体的混合
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用机械方式将螺杆出口的熔体混合均匀的过程。
转鼓真空干燥温度为120~140oC。 热风干燥一般在160℃以上。
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聚酯切片的干燥有真空干燥和气流干燥两种。由于干 燥方式或设备的不同，工艺流程、工艺条件及操作规 则方面会有差异，但干燥的原理基本相同。
真空干燥（进出料1.5-2h，升温2.5-3.5h，保温3-4h，冷却1h）
密堆积结构，结晶能力强。 分子间作用力强 许多重要的性质与酯基相关 有少量的羧基和醚键存在 分子量通常在15000~22000之间 分子量分布越小可纺性越好
2
PET的物理性质
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3
课程介绍 第一章 聚酯纤维生产工艺
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切片中水的危害 聚酯分子链在纺丝过程中产生剧烈的水解，造成分子 量降低； 形成所谓“气泡丝”、毛丝和飘丝； 切片含水量的差异，造成的纤维染色不匀。 含水的聚酯切片软化点较低，造成“环结”堵塞现象
不同聚酯纤维对切片含水的要求 长丝：含水率应小于50ppm，最好小于30ppm。 短纤维：含水率应小于80ppm。
切片纺丝工艺流程： 聚合物切片→干燥→熔融→纺丝→后处理 → 成品
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直接纺丝与切片纺丝技术比较
直接纺丝
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切片纺丝
优点： 工艺流程短：可省去切片的生产、运输、
混合、干燥、熔融等工序 设备投入小：单位产量建设资金投入小 原料单耗及能耗低
缺点： 要求聚酯的聚合工序与纺丝工序配合紧密
课程介绍 第一章 聚酯纤维生产工艺
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第一节 概论
重点内容：聚酯纤维的发展简史与产品分类。
第二节 聚酯原料生产工艺及技术
重点内容：聚酯原料的生产技术与工艺。
1
1.2.2 聚酯分子结构特征
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结构对称，线性好，易于平行排列 分子链中含酯基，刚性大，熔点高（267oC) 两种构象(顺式和反式) 立构规整度高，所有芳环处在同一平面上，能形成紧
形成氢键，很难完全脱除。
水分的平衡：切片内部和表面的平衡、切片表面与干燥介质
的平衡。这一平衡过程对干燥的条件有很大的依耐性。我们
可以用亨利分压定律来简单地描述平衡含水量与水汽分压的
之间的关系：
We=KP，式中，K为平衡常数，P为平衡蒸汽压。 升高温度和增加干燥介质的流动有利于干燥过程。
8
干燥过程
，一体化程度高 聚合工序的故障或熔体的供应不足均会影
响纺丝工序，纺丝工序的严重故障也可能会影 响到聚合工序，因此要求工艺和设备十分稳定 应用范围：适合于产品单一、生产规模大、连 续化程度高的情况下使用
优点： 聚合与纺丝相互独立，有利于纺
丝厂的合理布局 纺丝品种可根据市场的变化做出
快速改变，灵活性大 缺点：
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干燥分为两个阶段，即预结晶阶段和高温干燥阶段 预结晶温度和时间
沸腾床：温度可高至160~180oC，时间8~15min。 搅拌式充填：温度120~140oC，时间1~l.5小时。 转鼓干燥时，在120℃以下缓慢升温，预结晶时间应
控制为4~5小时。 高温干燥阶段
VC353真空干燥机示意图
1-冷却桶、2-除尘桶、3-加热夹套
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连续式气流干燥
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回转圆筒-充填组合干燥 （热空气介质加热，165-180℃）
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螺杆挤出机的结构
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熔体制备中经常遇到的问题
（1）熔体均匀性差； （2）降解程度高； （3）环结堵料。
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聚酯熔融温度的选择
切片熔融温度通常在熔点以上20℃左右，低于其 分解温度。螺杆分3~6区加热。
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纺丝熔体的制备的输送
熔融装置：螺杆挤出机 熔体输送、分配：弯管、熔体分配管 保温装置：纺丝箱体 计量装置：计量泵 纺丝：纺丝组件 丝条冷却装置：纺丝窗、侧吹风 丝条收集装置：卷绕机
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纺丝熔体的制备
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干燥的工艺原理
切片干燥是一个传热、传质的物理过程。
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未干燥切片中的含水W=Wf + We 式中W表示切片的含水量，Wf自由含水量，We平衡含水量。 自由水分属于表面吸附水分，存在于切片表面或孔隙之中。
平衡含水属于分子间结合水，其中部分水分子与聚酯大分子
工艺流程长 原料消耗和能耗高 单位产量的建设资金投入大 应用范围：适合小品种、多功能、差 别化纤维的生产，适合于长丝的生产
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1.3. 1 原料的纺前准备及处理
切片的干燥
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干燥的目的（普通聚酯切片含水率通常约为0.4％） 干燥的目的是除去切片中的水分 提高聚酯的软化点；
纺丝熔体的制备-连接切片干燥和纺丝两个重要的工序。
纺丝熔体是通过熔融过程制方式，即采用炉栅或采用螺杆挤出机熔融。
螺杆挤出机的优点
传热效率高, 能挤出高粘度的熔体 熔体在螺杆中塑化搅拌均匀,能形成均匀的熔体 聚合物在螺杆中停留时间短,减小分解的可能,停留时间
第三节 聚酯纤维的生产技术及工艺
重点内容：聚酯纤维的的生产技术与工艺。
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1.3 聚酯纤维的生产技术及工艺
Textile Engineeri ng
聚酯纤维的纺丝-采用熔体纺丝技术。 根据原料的状态不同，可以将聚酯的纺丝工艺分为直
接纺丝和切片纺丝两类。
直接纺丝工艺流程： 聚合物熔体→纺丝→后处理 →成品
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熔体的混合
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用机械方式将螺杆出口的熔体混合均匀的过程。
转鼓真空干燥温度为120~140oC。 热风干燥一般在160℃以上。
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聚酯切片的干燥有真空干燥和气流干燥两种。由于干 燥方式或设备的不同，工艺流程、工艺条件及操作规 则方面会有差异，但干燥的原理基本相同。
真空干燥（进出料1.5-2h，升温2.5-3.5h，保温3-4h，冷却1h）
密堆积结构，结晶能力强。 分子间作用力强 许多重要的性质与酯基相关 有少量的羧基和醚键存在 分子量通常在15000~22000之间 分子量分布越小可纺性越好
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PET的物理性质
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课程介绍 第一章 聚酯纤维生产工艺
Textile Engineeri ng
切片中水的危害 聚酯分子链在纺丝过程中产生剧烈的水解，造成分子 量降低； 形成所谓“气泡丝”、毛丝和飘丝； 切片含水量的差异，造成的纤维染色不匀。 含水的聚酯切片软化点较低，造成“环结”堵塞现象
不同聚酯纤维对切片含水的要求 长丝：含水率应小于50ppm，最好小于30ppm。 短纤维：含水率应小于80ppm。
切片纺丝工艺流程： 聚合物切片→干燥→熔融→纺丝→后处理 → 成品
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直接纺丝与切片纺丝技术比较
直接纺丝
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切片纺丝
优点： 工艺流程短：可省去切片的生产、运输、
混合、干燥、熔融等工序 设备投入小：单位产量建设资金投入小 原料单耗及能耗低
缺点： 要求聚酯的聚合工序与纺丝工序配合紧密
课程介绍 第一章 聚酯纤维生产工艺
Textile Engineeri ng
第一节 概论
重点内容：聚酯纤维的发展简史与产品分类。
第二节 聚酯原料生产工艺及技术
重点内容：聚酯原料的生产技术与工艺。
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1.2.2 聚酯分子结构特征
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结构对称，线性好，易于平行排列 分子链中含酯基，刚性大，熔点高（267oC) 两种构象(顺式和反式) 立构规整度高，所有芳环处在同一平面上，能形成紧
形成氢键，很难完全脱除。
水分的平衡：切片内部和表面的平衡、切片表面与干燥介质
的平衡。这一平衡过程对干燥的条件有很大的依耐性。我们
可以用亨利分压定律来简单地描述平衡含水量与水汽分压的
之间的关系：
We=KP，式中，K为平衡常数，P为平衡蒸汽压。 升高温度和增加干燥介质的流动有利于干燥过程。
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干燥过程
，一体化程度高 聚合工序的故障或熔体的供应不足均会影
响纺丝工序，纺丝工序的严重故障也可能会影 响到聚合工序，因此要求工艺和设备十分稳定 应用范围：适合于产品单一、生产规模大、连 续化程度高的情况下使用
优点： 聚合与纺丝相互独立，有利于纺
丝厂的合理布局 纺丝品种可根据市场的变化做出
快速改变，灵活性大 缺点：
Textile Engineeri ng
干燥分为两个阶段，即预结晶阶段和高温干燥阶段 预结晶温度和时间
沸腾床：温度可高至160~180oC，时间8~15min。 搅拌式充填：温度120~140oC，时间1~l.5小时。 转鼓干燥时，在120℃以下缓慢升温，预结晶时间应
控制为4~5小时。 高温干燥阶段
VC353真空干燥机示意图
1-冷却桶、2-除尘桶、3-加热夹套
10
连续式气流干燥
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回转圆筒-充填组合干燥 （热空气介质加热，165-180℃）
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